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Auszug aus
Ernest Wallmüller

Software Quality Engineering

07/2011, 426 Seiten, € 31,99
ISBN: 978-3-446-43019-8
S. 11-25
Software-Qualität - Software-Qualität

Modelle zur Charakterisierung von Software-Qualität

Produktmodelle

Differenzierte und den Erfordernissen von Software-Produkten angepasste Abgrenzungen des Qualitätsbegriffs bieten Qualitätsmodelle. Sie ermöglichen verschiedene Sichten auf das Produkt darzustellen und bieten auch die Möglichkeit, Produkt-Assessments zu implementieren. Die bekanntesten sind jene von McCall [McCa77], Boehm [Boeh76], Willmer [Will85], NEC [Azum85] und Siemens ([Asam86], [Zopf88]). Die meisten dieser Modelle, wie z. B. das FURPS-Modell [Grad87], werden über die Beziehung Faktor-Kriterien dargestellt, bei dem die verschiedenen Merkmale von Produkten via Qualitätsfaktoren (Attribute, Charakteristiken) modelliert werden. FURPS steht für Functionality (Funktionalität), Usability (Benutzbarkeit), Reliability (Zuverlässigkeit), Performance (Effizienz) und Supportability (Unterstützungsfähigkeit). Die (Qualitäts-)Faktoren (Merkmale) werden über Kriterien (Submerkmale) heruntergebrochen und die Kriterien mittels Indikatoren messbar bzw. bewertbar gemacht. FURPS wurde 1985 von der Firma HP entwickelt, um die Qualität ihrer Produkte zu verbessern. Der Kunde soll Software erhalten, die die gewünschte Funktionalität besitzt, vom Benutzer leicht zu bedienen ist, zuverlässig ist, schnell abläuft und aus der Sicht der Kunden eine schnelle und gute Unterstützung (z. B. online) erhält. Das Modell beschränkt sich aber im Wesentlichen auf Erfassung und Auswertung von Fehlerdaten und Kosten. Nach eigenen Angaben führte das Modell FURPS zu einer Reduzierung der Fehler und deiner gleichzeitigen Kostensenkung bei der Firma HP.

Modellierung von Produkteigenschaften mit Faktoren und Kriterien in FURPS

Modellierung von Produkteigenschaften mit Faktoren und Kriterien in FURPS

Moderne Modelle sind mehrheitlich metrikbasiert. Qualitätsmodelle tragen wesentlich zur Vereinheitlichung der verschiedenen Vorstellungen über Software-Qualität bei. Durch ihre strukturelle Zerlegungssystematik wird der oft nebulöse Begriff „Software-Qualität“ konkretisiert. Der Nachteil dieser Modelle besteht darin, dass die Terminologie und Strukturierungstiefe sehr unterschiedlich sind. Dies hat dazu geführt, dass die Autoren der Norm ISO 9126 drei Sichten auf die Produktqualität für Software entwickelten und definierten:

  • Interne Qualität Betrachtung von Merkmalen des isolierten Produkts, ohne dass es ausgeführt wird, z. B. Untersuchung von Quelltext oder Spezifikationen.
  • Externe Qualität Betrachtung von Merkmalen, wenn das Produkt ausgeführt wird (in einer definierten Umgebung), häufig basierend auf Tests.
  • Gebrauchsqualität Betrachtung von Merkmalen, wenn das Produkt von einem Endbenutzer in dessen Umgebung benutzt (ausgeführt, gewartet, portiert) wird (die Umgebung kann sich je nach Benutzer unterscheiden).

Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Qualitätssichten der Norm ISO 9126

Mit guten (reifen) Entwicklungsprozessen wird gute interne Produktqualität bzw. auch gute Einsatzqualität (Gebrauchstauglichkeit) erzeugt.

Produktorientierte Qualitätsmodelle erlauben es, die Qualitätsplanung und Qualitätsbewertung von Software-Produkten zu konkretisieren bzw. zu operationalisieren. Die operative Unterstützung durch Werkzeuge für beide Aufgaben ist in der Praxis leider heute noch nicht ausreichend verfügbar und in Vorgehensmodellen wie RUP®, Hermes und anderen nicht integriert. Erfahrungen in der Industrie zeigen, dass sich systematisches Qualitätsmonitoring auszahlt.

ISO 9126 und ISO 14598 werden zur Zeit überarbeitet und in der Reihe ISO 25000 unter dem neuen Titel SQuaRE (= Software Product Quality Requirements and Evaluation) neu veröffentlicht. Der neuen Normenreihe liegt ein überarbeitetes Lifecycle-Modell für Software-Produktqualität zu Grunde, bei dem Qualitätsanforderungen immer als Ausgangspunkt für die Validierung der Benutzungsqualität, sowie für die Verifikation der internen bzw. externen Produktqualität verwendet werden.

Prozessorientierte Qualitätsmodelle

Bei diesen Modellen werden Eigenschaften für die Software-Entwicklung und das Software-Management wie z. B. die Reife einer Organisation bzw. der Fähigkeitsgrad von Prozessen beschrieben. Dazu werden Best- bzw. Good-Practices für die Prozessgestaltung verwendet. Diese Modelle sind meistens auch mit Bewertungsansätzen und Methoden ausgestattet (z. B. für CMMI die Methode SCAMPI) und eignen sich auch zur Auswahl und Bewertung von Software-Lieferanten bzw. Outsourcing-Partnern. Klassische Beispiele sind SW-CMM, CMMI-DEV, CMMI-SVC und ISO 15504 sowie Automotive SPICE® bzw. Enterprise SPICE® ([Wall10], [Kneu09], [Wall06], [Höhn09], [Müll07]).

Projektorientierte Qualitätsmodelle

Mit dieser Art von Modellen können bestimmte Projektmerkmale wie z. B. die Produktivität des Projektteams oder der Erstellungsaufwand eines Produkts beschrieben und abgeschätzt werden. Ein klassisches Modell dafür ist COCOMO von Boehm (1981). Mit COCOMO ist die Vorhersage von Erstellungsaufwand PM sowie Erstellungszeit TDEV (in Personenmonaten) und notwendiger Personenanzahl N auf der Basis geschätzter Produktgröße L in KDSI, d. h. 1000 (K) Delivered Sourcecode Instructions sowie weiterer Projektvariablen möglich. Das verwendete Basismodell lautet:

Der Aufwand PM in Personenmonaten wird errechnet als ein Faktor m multipliziert mit einer Potenz n der Variablen L

PM = m*Ln

Für einfache Projekte ist PM = 2.4*L1.05 .

Für mittelschwere Projekte ist PM = 3*L1.12 .

Für komplexe Projekte ist PM = 3.6*L1.20 .

Beispiel: Bei 100 KDSI betragen die Personenmonate PM etwa 300 für ein einfaches Projekt, etwa 500 für ein mittelschweres und etwa 900 für ein komplexes.

Auch bei der Entwicklungsdauer TDEV (time to develop) werden drei Typen von Projekten unterschieden:

Einfache Projekte: TDEV= 2.5*PM0.38

Mittelschwere Projekte: TDEV= 2.5*PM0.35

Komplexe Projekte: TDEV= 2.5*PM0.32

Für ein einfaches Projekt mit 32 KDSI liefert die COCOMO-Abschätzung 91 PM und ein TDEV von 14 Monaten.

COCOMO II [Boeh00] repräsentiert die Änderungen in der iterativen bzw. agilen Software-Entwicklung mit Anpassungen an neuere Software-Entwicklungsmodelle sowie neuen Entwicklungsmethodiken (z. B. Objektorientiertes Programmieren, komponentenorientierte Verfahren).

Auszug aus
Ernest Wallmüller

Software Quality Engineering

07/2011, 426 Seiten, € 31,99
ISBN: 978-3-446-43019-8
S. 11-25
Literaturhinweis

[Asam86] Asam, R., Drenkard, N., Maier, H.-H.: Qualitätsprüfung von Softwareprodukten; Siemens AG 1986

[Azum85] Azuma, M., Sunazuka, T., Yamagishi, N.: Software Quality Assessment Technology; Proc. of 8th Int. Conf. on Software Engineering, London, 1985, pp. 142–148

[Boeh76] Boehm, B., Brown, J.R., Lipow, M.: Quantitative Evaluation of Software Quality; Proc. of 2nd Int. Conf. on Software Engineering, 1976, pp. 592–605

[Grad87] Grady, R.B., Caswell, D.L.: Software Metrics: Establishing a Company-Wide Program; Prentice-Hall 1987

[Höhn09] Höhn, H., Sechser, B. Dussa-Zieger, K. Messnarz, R., Hindel, B.: Software Engineering nach Automotive SPICE. Entwicklungsprozesse in der Praxis – Ein Continental-Projekt auf dem Weg zu Level 3. Dpunkt.verlag 2009

[Kneu09] Kneuper, R., Wallmüller, E.: CMMI® in der Praxis – Fallstudien zur Verbesserung der Entwicklungsprozesse mit CMMI; dpunkt.verlag 2009

[McCa77] McCall, J.A., Richards, P.K., Walters, G.F.: Factors in Software-Quality; Vol. I-III; Rome Air Development Center 1977

[Müll07] Müller, M., Hörmann, K., Dittmann, L., Zimmer, J.: Automotive SPICE in der Praxis. Interpretationshilfe für Anwender und Assessoren; dpunkt.verlag 2007

[Wall06] Wallmüller, E.: SPI – Software Process Improvement mit CMMI, PSP/TSP und ISO 15504; Hanser 2006

[Wall10] Wallmüller, E., Hinken, T.: Internal ISO 9001 Audits with Help of Enterprise SPICE; Proc. of 10th Int. SPICE Conference, Pisa, 2010

[Will85] Willmer, H.: Systematische Software-Qualitätssicherung anhand von Qualitäts- und Produktmodellen; Springer 1985

[Zopf88] Zopf, S.: Praktisches Vorgehen zur Sicherung definierter Software-Qualitätsziele; Tagungsband zur 3. Softwaretest-Fachtagung 1988

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Fraunhofer Allianz Vision

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Weitere Informationen zum Thema Softwareentwicklung finden Sie auch im IT-Blog Hanser Update.

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